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零知识有条件支付

申屠青春 发布在 技术指南,比特币 11 7450

(Zero Knowledge Contingent Payment)

本文译自比特币WIKI:https://en.bitcoin.it/wiki/Zero_Knowledge_Contingent_Payment

译者:申屠青春 深圳大学ATR国防科技重点实验室博士 新浪微博 @我看比特币

注意:本文可随意转发,请留下译者信息,如果觉得本文对你有用,请给译者捐赠,以便翻译更多比特币的核心资料。捐赠地址:1faVxBp2KmST98p3tJjx2MQP98JLLnF2Q

译者前言

比特币在国内已经众所周知,但是技术研究并未有效开展,大部分人处于知道和了解程度,目前比特圈中许多人对比特币能做什么,同样了解不多。一个重要原因是大多数比特币核心资料都是英文,很少有人能静心看完如此繁杂的英文资料。本人博士论文的研究方向是比特币,在研究其英文技术的同时,拟对一些重要资料进行翻译,让更多的圈内人对比特币有更多的理解。

本文主题是零知识有条件支付,这是在零信任条件下实现点对点成功交易的基础原理。有些内容在本人翻译的《比特币合同》跨链交易一节有详细描述,可对照参考。

正文

有可能实现这样一种支付方式:当且仅当接收方披露某些知识时,比特币才会被释放;这种支付方法可以在非信任条件下实现,付款方和接收方都没法欺骗对方。该支付方法,可以使用锁定HASH的交易和比特币块链之外的协议来实现,在HASH锁释放的披露数据正是他们想要的数据。

协议概要

锁定HASH的交易

在比特币系统上创建一个支付交易,该交易需要赎回者(申请把币给他的人)提供一个私密,该私密的HASH值是一个特定值。

交易:9969603dca74d14d29d1d5f56b94c7872551607f8c2d6837ab9715c60721b50e是很好的例子,它使用SHA256操作码输出0.01BTC,如果要得到这些比特币,你的交易必须提供一个值,这个值的HASH值等于输出脚本中给定的HASH值。

在上述例子中,直接使用私密是不安全的,因为一旦你广播赎回交易给另一个节点,它会丢弃你的交易并且创建一个新交易,使用你的私密把币转给他自己。

因而,不建议你单独使用一个私密,应该使用一个签名和一个私密,为什么要这么用呢?

有许多使用方法,但我会给出一个最让人印象深刻、最奇特的用法。

零知识证明约束

H()是一个复杂的计算机程序,对于等式H(X)=Y,你想知道:当给定一个输出值Y时,X是什么?也许H()是一个对密码进行HASH的算法,给定一个HASH值,为了破解这个HASH,你想找出输入的密码。或者H()是复杂程序,能判定一张图片是否符合你的审美观(例如:Y可以是1或0,你想得到使得Y==1的那些X)。

我碰巧知道一些X能满足你的要求,我想把X卖给你,但是我们决不信任对方,另外我们还是骨灰级电脑玩家,没有任何能够作为可信中介的朋友,我们能否使用比特币在零信任的基础上做成这个交易?当然能。

零知识证明可以让人们向其他人证明一个数学事实,无需教他们任何相关知识。你能把任何计算机程序转换成零知识证明,这点已经被证明(例如:PSPACE是IP的子集)。 因而,使用零知识证明,我可以向你证明我知道一些X使得H(X)=Y,这点很有用,但还不够。因为你向我付钱后,我可以不告诉你答案(或者我告诉你答案,但你不付钱了),以下是用私密锁定交易的方法。

首先我用随机密钥K加密X,Ex = AES(X,K),然后我构建以下程序:

Program(K,Ex,H()) =>  [Ex,Hk,Y]

{

Hk=SHA256(K);

Y=H(UNAES(Ex,K));

return [Ex,Hk,Y];

}

该程序输入加密的解Ex、用于解密的密钥K,输出Ex、密钥K的HASH值和程序的运行结果。

我把程序转换为零知识证明,我以比特币块链之外的方法告诉你Ex、Hk、Y,然后证明我如实地执行了程序。

你创建了一个比特币支付交易,该交易需要我的公钥和密码K,为了赎回这个交易以便得到交易里的钱,我必须披露K,你刚好需要K来解密Ex,得到你的解X。我们双方谁都无法欺骗对方,因而无需任何信任。

人们还未使用该方法的原因是,即使学术上已经证明:把类似密码和HASH的函数转换成零知识证明是可行的,但是很明显,并非任何人都能弄明白如何实现这种转换。

2013年更新:这种情况已经快速改变,现在看来接近实际操作,《Verifying computations without reexecuting them: from theoretical possibility to near practicality》对近期的进展进行了全面回顾。

但是他们就是反社会的并且不赎回交易,那该怎么办?

如果你考虑到这种情况,他们宁愿不赎回币,也不愿意披露他们的密码,或许想敲诈你,你可以创建支付交易以便通过“退款交易”拿回你的币,该退款交易需要你和对方的签名。

你先创造ZKP(Zero Knowledge Payment, ZKP)支付交易,该交易需要(密码+他们的签名)或者(他们的签名+你的签名),你单独保留这个交易,然后再创建另一个退款交易,该交易把支付交易的钱回退给你,并且有个锁定时间nLockTime(比如从现在开始的1000个块后)。你对该交易签名,再发送给对方签名,对方无需看到支付交易的具体内容就能对退款交易签名(他仅看到支付交易的HASH值)。当他回送交易给你,然后你广播支付交易,如果他不在锁定时间过期前赎回支付交易中的币,你可以广播退款交易拿回你的币。因为锁定时间的存在,当你广播支付交易后,就不可能在锁定时间前把支付交易的币偷回。

可选地,你可以把支付交易创建成任何人能支付的交易,这里输出值要大于你的输入值,然后把交易给对方,他会加上自己的资金,并且广播该交易,等着被矿工挖到,然后广播新交易把币转到他的地址,通过这种方式,他如果没有锁定自己的资金就不能锁定你的资金。

改善的隐私

ZKP支付可以通过Coinswap方法传输,首先支付者和接受者一起支付到一个2-of-2的合同中,创建退款交易,然后在比特币块链之外以上述方式执行ZKP支付交易,如果进展顺利,没有出现欺骗,接受者签名2-of-2的交易,直接向付款者支付,无需把HASH锁定的交易细节披露到网络中,如果接受者直接释放合同交易失败,付款者可以通过广播HASH锁释放合同,再用HASH锁赎回交易。

版权声明: by nc" sa 作者保留权利。文章为作者独立观点,不代表巴比特立场。

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